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RFID在煙絲箱式自動化倉儲物流係統中的應用
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      條碼識別和無線射頻識別技術。

  條形碼技術是在計算機應用和實踐中產生並發展起來的一種廣泛應用於商業、郵政、圖書管理、倉儲、工業生產過程控製、交通等領域的自動識別技術,具有輸入速度快、準確度篼、成本低、可靠性強等優點,在當今的自動識別技術中占有重要的地位。、可靠性強等優條形碼是由一組規則排列的寬度不同、反射率不同的條、空以及對應的字符組成的標記,“條”指對光線反射率較低的部分,“空”

  指對光線反射率較高的部分,這些條和空組成的數據表達一定的信息。通過條碼的掃描設備,讀條形碼符號,即把條形碼條符寬度、間隔等信號轉換成不同時間長短的輸出信號,並將該信號轉化為計算機可識別的二進製編碼,然後輸人計算機。經過譯碼,可以得到其所代表的數碼,再根據數碼得到相應的產品信息。通常對於每一種物品,它的編碼是唯一的,對於普通的一維條形碼來說,還要通過數據庫建立條形碼與商品信息的對應關係,當條形碼的數據傳到計算機上時,由計算機上的應用程序對數據進行操作和處理。因此,普通的一維條形碼在使用過程中僅作為識別信息,它的意義是通過在計算機係統的數據庫中提取相應的信息而實現的。

  自動識別技術的一種篼級形式,被稱為本世紀十大重要技術項目之一。RFID通過非接觸讀取數據,完成係統基礎數據的自動采集工作,從而成為計算機信息處理所需原始數據快速而準確采集的有效工具。RHD被視為一種安全存取技術和一個有生命力的多應用平台,起到安全獲取由基於網絡解決方案提供服務的媒介作用。倉儲物流數字化建設的基礎工作之一就是基礎數據的采集問題,基礎數據的真實與完備是關係倉儲物流數字化建設成功與否的關鍵與瓶頸,RHD的出現適時地解決了這一問題。

  RFID技術與條碼的不同之處首先在於RF1D技術不是利用條碼那種光學的方法對標簽進行識讀,而是通過電波的方式對標簽進行非接觸式的雙向數據通信的新型自動識別技術。它就像手機通信一樣是以問答形式進行的,所以可以在不需要直射和反射光的環境下對標簽的內容進行詢甚至改寫,並且可以同時與多個標簽進行“對話”。這種技術開始得到普遍關注是網絡通信技術開始普及的20世紀90年代,與條碼技術一樣是為了進一步改善和提高零售業中的結算自動化和快速化,甚至使這個物流供應鏈的管理實現透明化的目的而受到關注的。

  ―個典型的RFID係統由射頻電子標簽(Tag)、讀寫器或閱讀器(Reader)兩部分構成。RFID係統的數據傳輸嚴格按照“主從原則”進行。發出指令的方向為應用係統一>閱讀器一>電子標簽,返回應答的方向則相反。電子標簽中一般保存有特定格式的電子數據。在實際應用中,電於標簽附著在待識別物體的表麵。

  閱讀器又稱為讀出裝置,可無接觸地讀取並識別電子標簽中所保存的電子數據,然後通過計算機及計算機網絡實現對物體識別信息的采集、處理及遠程傳送等管理功能。

  無線射頻(RFID)技術不僅將物理世界與計算機世界聯係在一起,還將網絡邊緣的硬件、嵌入式軟件及中間件與企業係統連接起來,使得由分布物理事件所形成的數據能夠傳遞到企業係統中(如ERP係統),從而改進並提高了企業業務流程的集成與整合。

  下圖顯示了物理事件被Reader讀取後所形成的數據從網絡邊緣向企業係統傳遞的過程。網絡邊緣的Reader讀取到各類Tag的數據,實現了物理世界和計算機世界的關聯。這些數據匯同從其他Reader讀到的數據被集中到Controller.Controller對數據進行過濾與匯總。多個Controller的數據被傳送到Premises558 Server.在這裏可以根據企業係統的需求,對數據進行相應的處理,如轉換格式、數據存儲等。從這裏開始,數據被集成到企業信息係統中。基於傳統的企業係統,從多個PremisesServer來的數據將會被集成到企業業務流程中,為各種企業級應用提供數據支持。RHD數據的集成擴大並強化了企業係統的數據收集能力,使得企業係統能在企業資源規劃、供應鏈管理等方麵實現統一快捷的數據鏈,業務鏈和管理鏈。

  在條碼技術剛剛開始使用了20多年之後,自動識別的另一項技術一一RHD技術便開始受到重視。其原因在於,在這20年中,計算機技術已從單台發揮作用的時代發展到通過網絡實現互通互聯的時代,而且為了加強對商品的管理,生產者與零售商從以品種為單位升級到以單品為單位,商品的標簽已不再僅僅用來控製價格,而是用來控製供應鏈。電子商務的信息化水平因此邁上了新台階,一台電腦可以在其所管轄的局部領域內使多台條碼掃描機同時按照事先設定好的條件進行工作。可以說,網絡的發展為整個供應鏈共享產品信息提供了條件。於是,對物品數據的掌控已經不限於單個商店的環境,從產品被生產出來開始,在運送、倉儲、銷售的整個供應鏈上都可以共享產品信息,RFID技術在整個供應鏈上開始起著至關重要的作用。AG亚游集团可以理解條碼技術是基於光學和計算技術的識讀手段,而RHD技術是基於移動和網絡技術的識讀手段。另外,條碼的編碼信息量太少,而且隻適用於某類產品。相比之下RFID技術的編碼信息量大,可以為每件單品編碼,例如條碼技術隻能為某種雞蛋編碼,而RHD技術可以為每個雞蛋編碼。

  既然RFID技術作為一項優於條碼的技術為現代信息社會所關注,所以要求RFID技術在應用上比條碼更方便、更快速、更準確。條碼時代可實現的性能,RFID技術不但可以實現,而且更能發揮其特點和長處。例如,條碼的數據可以實現在一台計算機控製下的多台掃描機共享。RFID技術要在更加廣泛的領域內共享數據,這種共享不是靠標簽自身,而是要靠網絡。條碼技術已經不是通過標簽本身傳遞信息,RF1D技術就更不要靠標簽本身。盡管電子標簽可以做到容量很大,除了與條碼類似的編碼之外,甚至可以把編碼所表示的內容載人,但是,如果這樣理解和使用電子標簽的話,就使得代表商品的編碼失去了存在價值,延長了讀取電子標簽的時間,背離了使用條碼技術和RFID技術的初衷。也就是說,電子標簽可以做到大存儲量,但是切不要把這種優勢應用於物流的電子標簽上。那種所謂“前台式”的電子標簽可以不依賴網絡,適用於身份證或是一卡通,但不適用於物流用途的電子標簽。

  價格篼、識讀速度慢、保密性差等缺點決定了這種標簽在物流環境下不適用。

  目前,在大量電子標簽存在並且要求讀取速度很快的條件下,人們認為RFID技術的缺點在於識讀率達不到百分之百。實際上條碼技術在這種條件下的性能更差。在同等條件下,RFID技術的識讀應該比條碼技術更加準確,RFID技術的識讀率可達到95%.對於讀取率,任何技術都不能做到絕對準確,在使用RHD技術時可以采用輔助手段或改善環境來提高識讀率,使得RFID技術更加符合實際要求。有工程實例表明,RFID技術的識讀率有可能達到99.9%以上。使用“後台式”標簽,可以減少讀取電子標簽傳送數據的時間和誤差,並提篼識讀率。

  與當前廣泛應用的條形碼相比,RFID有著以下特點:1.無方向性:讀取時不需對準,隻需在閱讀器的範圍內,利用無線電進行讀取。

  唯一性:識別碼獨一無二,無法仿造。

  豐富性:電子標簽能儲存較多數據,存儲能力可達幾百字節,並可重複讀寫。

  同時性:一次能讀取數個至數千個標簽識別碼及數據。

  堅固性:能全天候作業,不易汙損或遭受破壞。

  二、RFID在煙絲箱式自動化倉儲物流係統中的應用倉儲是物流中不可缺少的一環,在整個物流過程中發揮著重要作用。倉儲是生產中原材料、半成品、成品的緩衝池,為生產的持續穩定進行提供保障,實現生產和運輸的經濟性。同時,倉儲可以克服生產者和消費者之間的時間和空間差異,支持企業的物流策略,提高客戶服務水平,並降低物流成本。可以說離開了倉庫的支持,就不可能有高效率低成本的物流服務。

  現行的倉儲物流,大部分采用條形碼作為倉儲管理智能化的方式,雖然其智能化程度比以前大大提高,但條碼標簽被劃破,汙染或是脫落以及存儲能力小、不能改寫等的缺點限製了它在自動識別領域的應用。

  1.RFID係統在煙絲箱式自動化倉儲物流係統應用在煙草製絲加工工藝中,將現代的物流技術和煙草工藝相結合,采用箱式立體庫形式儲存製絲過程中的半成品煙絲,實現了半成品煙絲儲存的自動化,提篼了煙絲儲存空間的利用率。由於煙絲的加工特性和自身特性,煙絲加工是按照分牌號、分批次進行的,而各牌號、批次的煙絲人是無法直接識別的,而傳統的條形碼識別雖然可以實現自動識別,並將相關煙絲信息存儲到數據庫中,但由於條形碼自身特性,條形碼本身並不儲存信息,在條形碼被劃破,汙染或是脫落後,人無法辨別此煙絲箱內煙絲信息,雖然數據庫有數據,但無法與此煙絲箱進行對應,因此無法保證煙絲箱內煙絲信息的準確和安全。而采用了RFID技術,在RFID的智能芯片中可以儲存煙絲箱內煙絲的牌號、重量、時間等相關信息,不論條碼和數據庫是否可讀,隻要通過RFID讀/寫裝置讀取,即可知道箱內相關信息。為了保證煙絲相關信息的準確安全,將條形碼和電子標簽共同使用,利用各自的特點和優勢,可以保證在任何情況下煙絲信息的安全準確。

  煙絲箱式自動化倉儲物流係統中RHD係統選用了西門子公司的用於物流係統的MOBYD係列RFID係統,由讀寫器、總線模塊和載碼體組成,讀寫器完成煙絲箱品種、批次、重置、出人庫時間和箱號等信息的寫人和讀取,每個煙絲箱各配一個載碼體用於存儲相關信息,讀寫器通過總線模塊連接到PROFIBUS總線上從而與主控製器進行通信。

  整個物流係統設置了17套固定式RFID讀寫器和2套手持式RFID讀寫器。RHD讀寫器的設置如下:在中試成品煙絲自動裝絲工位和膨脹煙絲自動裝絲工位處每個工位各設置1套電子標簽讀寫器(共4套),實現功能:當煙絲裝箱完成後,把當前的品種、批次、人庫時間和煙絲箱類型等信息寫人該箱的標簽內。

  在加箱蓋工位設置1套電子標簽讀寫器,實現功能:經過靜態稱稱量、煙絲箱加箱蓋後,把當前的重量和煙絲箱類型等信息寫人該箱的標簽內。

  在剩餘煙絲自動裝箱工位處設置1套電子標簽讀寫器,實現功能:剩餘煙絲裝箱完成後或機組回收煙絲進行人庫時,把當前的品種、批次、人庫時間和煙絲箱類型等信息寫入該箱的標簽內。

  在去箱蓋工位設置1套電子標簽讀寫器,實現功能:出庫煙絲箱經過去箱蓋後,把當前的煙絲箱類型(無蓋煙絲箱)信息寫人該箱的標簽內,同時核對出庫煙絲箱。

  在每個翻箱點各設置1套電子標簽讀寫器(共8套),實現功能:在煙絲箱準備翻箱前對煙絲信息進行最後核對保證出庫煙絲的正確,更改該箱的品種、批次和煙絲箱類型等信息,同時寫人出庫時間。

  在出庫抽檢站台處設置1套電子標簽讀寫器,實現功能:通過讀標簽內容檢煙絲的相關信息。

  在殘留煙絲圖象識別工位處設置1套電子標簽讀寫器,實現功能:通過圖象識別確認煙絲確實已倒空,清除標簽內的品種、批次、人庫時間等信息,同時更改煙絲箱類型。

  配置2套手持式電子標簽讀寫器,以方便信息讀寫、更改和維護。

  選用西門子公司的MOBYD係列RF1D產品。

  MOBYD讀/寫裝置(SLG)負責處理感應通訊,並為MDS提供電源以及各種係統(PC、PLC)上的串行接口(RS采用通用固定式集成天線的讀/寫裝置,傳輸頻率13. 56MHz,讀/寫裝置配備有一個RS 422接口,用於通過通訊模塊ASM452與SIMATICS7或PROFIBUS進行通訊。采用3964R協議,防護等級IP65,符合標準EN60529. 44字節EEPROM,可提供8字節序列號,讀/寫距離可達900mm,讀操作次數>1000000次,數據保存時間> STGD是一個集成了讀/寫天線的強大的可移動手持終端,564包括一個基本裝置(基於PSIONWorkaboutmx)與一個緊湊型插接式讀/寫頭。手持終端有一個防濺的外殼(IP54),LCD屏幕具100像素、數字鍵區與各種接口(用於EEPROM卡,電池充電,用於MOBY讀取頭的RS232/TTL,以及包括用於PC鏈路的RS232的電池充電器接口等)。

  三、RHD在倉儲物流中的發展障礙對於倉儲物流來說,當前製約RFID發展的最大障礙是技術標準。目前針對RFID在物流的應用存在兩種編碼體係:一是由日本UID中心(UbiquitousID,該中心實際上就是日本有關電子標簽的標準化組織)提出的UID編碼體係,支持這一陣營的有曰本電子廠商、信息企業和印刷公司等,總計已達352家。另一陣營是由美國的EPC(電子產品代碼)環球協會“提出的EPC電子產品編碼標準。全球最大的零售商沃爾瑪連鎖集團、英國Tesco等1多家美國和歐洲的流通企業都是EPC的成員,同時由美國IBM公司、微軟、Auto―IDLab等進行技術研究支持。

  由於兩種編碼體係的不同,嚴重影響RFID技術的應用和發展。因為每個RHD標簽中都有一個惟一的識別碼,如果它的數據格式有很多種且互不兼容,那麽使用不同標準的RFID產品就不能通用,這對經濟全球化下的物品流通是十分不利的。而數據格式的標準這個問題涉及到各個國家自身的利益和安全。

  如何讓這些標準相互兼容,讓一個RFID產品能順利地在世界範圍中流通,是當前重要而急切需要解決的問題。

  另外一個褥要解決的問題,便是電子標簽的價格問題。這也是影響RFID應用的一個重要方麵。因為倉儲是對大批量的物品進行存儲,如果每個物品都貼上電子標簽而每個標簽都價格不菲,那帶來的倉儲成本也將大大提高。隻有電子標簽的價格降下來,才有可能在對RF1D進行批童定購和使用,否則,電子標簽價格高所帶來的成本,不是每個廠家都承受的起的。

  其他的方麵,比如射頻接收距離限製,射頻對人身的輻射,以及RFID所麵臨的頻率限製等等方麵的問題,也是RFID發展中的障礙。

  RFID有著相當廣泛的發展前景。隨著經濟的發展和科技的進步,RFID也會慢慢由發展走向成熟,在倉儲物流中的應用也將會越來越普遍。RFID技術在煙絲箱式自動化倉儲物流係統中經過實踐和應用,取得了很好的效果,達到了預期目的,從根本上確保了煙絲信息的準確和安全。

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